DE19836286A1

DE19836286A1 - Hydraulic vibration damper for cars has at least first bypass channel controlled after closed position of valve slider with constriction remote from valve slider.

Info

Publication number: DE19836286A1
Application number: DE19836286A
Authority: DE
Inventors: Zhen Huang
Original assignee: Krupp Bilstein GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Bilstein GmbH
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1998-08-11
Publication date: 2000-02-24
Also published as: ES2205865T3; AU5282599A; US6460663B1; EP1104514B1; WO2000009912A1; DE19981559D2; DE59907467D1; BR9912903A; JP2002522727A; EP1104514A1

Abstract

A hydraulic vibration damper for cars has a cylinder (1) containing a damping fluid and located inside it, a sealed piston rod (2) which can slide axially. At its lower end is fastened a damping piston (3) which divides the cylinder space into two working spaces 94,5). The damper is provided with variable passages which are controlled by throttle valve bodies and additionally a bypass for the pressure and tension stage, whose bypass cross-section is adjusted by a solenoid valve working in three or more stages. Its annular coil opens a valve slide more or less, whereby two or more bypass openings are freed one after the other. At least the first bypass channel 927) controlled after the closed position of the valve slider 913) has a constriction (33) remote from the valve slider.

Description

Die Erfindung betrifft einen hydraulischen Schwingungsdämpfer für Kraftfahrzeuge mit einem Dämpfungskolben, der schaltbare Bypassöffnungen aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a hydraulic vibration damper for motor vehicles with a damping piston, which has switchable bypass openings, according to Preamble of claim 1.

Um die Dämpfungseigenschaften von hydraulischen Schwingungsdämpfern für Kraftfahrzeuge den äußeren Fahrbedingungen anpassen zu können, ist es bekannt, die Schwingungsdämpfer während der Fahrt zu verstellen. Eine Lösung zum Verstel len der Schwingungseigenschaften der Schwingungsdämpfer besteht darin, daß der Dämpfungskolben zusätzlich zu seinen Drosselventilkörpern, die hydraulisch ge steuert werden, mit zusätzlichen schaltbaren Bypässen ausgebildet ist.To the damping properties of hydraulic vibration dampers for To be able to adapt motor vehicles to the external driving conditions, it is known to adjust the vibration dampers while driving. A solution to the adjustment len the vibration properties of the vibration damper is that the Damping piston in addition to its throttle valve bodies, which are hydraulically ge are controlled, is formed with additional switchable bypasses.

Die DE 35 18 327 C2, ebenso wie die DE 40 20 045 C1, zeigen derartige hydrauli sche Schwingungsdämpfer. Nachteilig bei diesen Schwingungsdämpfern ergibt sich, daß bei der Freischaltung eines geringen Bypassquerschnittes und hohen Druckun terschieden zwischen den beiden Arbeitsräumen des Schwingungsdämpfers sehr hohe Fließgeschwindigkeiten für die Dämpfungsflüssigkeit speziell an den Steuer kanten des Ventilschiebers auftreten. Das führt nachteilig zu hohen hydraulischen Kräften, die im Extremfall dazu führen können, daß eine ungenaue Schaltung durch die Ventilschieber erfolgt. Von daher wird häufig davon abgegangen, eine Serie von Bypassöffnungen durch ein einzelnes Magnetventil zu steuern oder den zu öffnen den Bypassquerschnitt kontinuierlich durch ein Magnetventil zu regeln. Alternativ werden Drehregelungen oder eine Vielzahl von Magnetventilen eingesetzt, was jedoch in den meisten Fällen Bauraumprobleme verursacht.DE 35 18 327 C2, as well as DE 40 20 045 C1, show such hydraulics vibration damper. The disadvantage of these vibration dampers is that that with the activation of a small bypass cross section and high pressure very different between the two working areas of the vibration damper high flow rates for the damping fluid especially at the steering wheel edges of the valve spool occur. This leads disadvantageously to high hydraulic Forces which, in extreme cases, can lead to inaccurate switching the valve slide takes place. Therefore, it is often assumed that a series of Control or open bypass openings with a single solenoid valve to regulate the bypass cross-section continuously by means of a solenoid valve. Alternatively rotary controls or a variety of solenoid valves are used, what however, in most cases it causes installation space problems.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen hydraulischen Schwingungsdämp fer derartig weiterzubilden, daß bei der Schaltung oder Steuerung des Durchflusses von Bypasskanälen die Störeinflüsse, hervorgerufen durch die sich ständig verän dernden hydraulischen Kräfte aus der Dämpfungsmittelströmung, reduziert werden.The invention has for its object a hydraulic vibration damper fer to develop such that when switching or controlling the flow of bypass channels the interference caused by the constantly changing hydraulic forces from the damping agent flow can be reduced.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind in den Ansprüchen 2 bis 5 beschrieben.This object is achieved with the features of claim 1. Advantageous training and further developments are described in claims 2 to 5.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Mittel zur Schaltung und Steuerung der Bypassquerschnitte einfach und mit geringem Bauvolumen ausgebildet sind und daß eine bezüglich der hydraulischen Einflüsse störungsunanfällige Steuerung bzw. Schaltung gefunden wurde.The advantages achieved by the invention are in particular that the means for switching and controlling the bypass cross sections easily and with little Construction volume are formed and that one in terms of hydraulic influences fault-free control or circuit was found.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur zeigt einen Querschnitt durch einen hydraulischen Stoßdämpfer im Bereich des Dämpfungskolbens.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is in following described in more detail. The only figure shows a cross section through one hydraulic shock absorber in the area of the damping piston.

In einen, eine Dämpfungsflüssigkeit enthaltenden Zylinder 1 taucht eine Kolben stange 2 oszillierend ein. Am eintauchenden Ende dieser Kolbenstange 2 ist ein Dämpfungskolben 3 angeordnet, der den Zylinderraum in zwei Arbeitsräume 4, 5 unterteilt. Der Dämpfungskolben 3 ist mit Durchlässen 6, 7 versehen, die eine Durchströmung der Dämpfungsflüssigkeit alternativ in Zug- oder Druckbewegung des Dämpfungskolbens 3 zulassen. Mehrere zu einem Federscheibenpaket ge schichtete Federscheiben 8 wirken zum einem als Rückschlagventil und zum ande ren als Drosselventil, das dazu dient, je nach Druckdifferenz zwischen den Arbeits räumen 4 und 5 die Durchlaßöffnungen 9 mehr oder minder weit freizugeben. Mittels des vorbeschriebenen Dämpfungskolbens 3 mit den zugehörigen Ventilsystemen wird am Stoßdämpfer somit ein festes Dämpfungsverhalten eingestellt.In a cylinder 1 containing a damping fluid, a piston rod 2 is immersed in an oscillating manner. At the immersing end of this piston rod 2 , a damping piston 3 is arranged, which divides the cylinder space into two working spaces 4 , 5 . The damping piston 3 is provided with passages 6 , 7 , which alternatively allow the damping liquid to flow through in a pulling or pushing movement of the damping piston 3 . Several ge to a spring washer package layered spring washers 8 act on the one hand as a check valve and on the other hand as a throttle valve, which serves, depending on the pressure difference between the work spaces 4 and 5, the passage openings 9 more or less free. A fixed damping behavior is thus set on the shock absorber by means of the previously described damping piston 3 with the associated valve systems.

Für verschiedene Anwendungen ist es bekannt, diese feste Dämpfungseinstellung situationsabhängig zu verändern. Im Ausführungsbeispiel dient dazu ein Bypass kanalsystem, über das die vom Dämpfungskolben 3 vorgegebene Dämpfungsken nung des Stoßdämpfers in zwei Stufen verstellt werden kann. Als Verstellantrieb dient ein Magnetventil mit einer Ringspule, die in einem Spulenkörper 10 aufge nommen wird. Dieser Spulenkörper 10 wird von außen mit Strom beaufschlagt. Die elektrischen Leitungen 11 werden durch eine zentrale Bohrung 12 der Kolbenstange 3 geführt. Ein zylindrischer Ventilschieber 13, der in einer zentralen Bohrung 14 des Spulenkörpers 10 axial beweglich geführt wird, dient zum Öffnen oder Schließen der Bypasskanäle. Gegen die Kraft einer auf Druck belastbaren Wendelfeder 15 kann der Ventilschieber 13 je nach Strombeaufschlagung der im Spulenkörper 10 ange ordneten Ringspule in zwei verschiedene Öffnungsstellungen gebracht werden. Der Ventilschieber 13 ist hohlzylindrisch mit einer mittleren Trennwand 16 ausgebildet, die den Hohlzylinder in zwei entgegengesetzte Topfräume 17, 18 aufteilt. Im oberen Topfraum 17 ist die Wendelfeder 15 angeordnet. Der untere Topfraum 18 ist am öff nungsseitigen Rand mit einer Dichtschneide 19 ausgebildet.For various applications it is known to change this fixed damping setting depending on the situation. In the exemplary embodiment, a bypass duct system is used, via which the damping characteristic of the shock absorber specified by the damping piston 3 can be adjusted in two stages. A solenoid valve with a toroidal coil, which is taken up in a coil former 10, serves as the adjusting drive. This coil former 10 is supplied with current from the outside. The electrical lines 11 are guided through a central bore 12 in the piston rod 3 . A cylindrical valve slide 13 , which is axially movably guided in a central bore 14 of the coil body 10 , serves to open or close the bypass channels. Against the force of a helical spring 15 which can be loaded under pressure, the valve slide 13 can be brought into two different open positions depending on the current applied to the ring coil arranged in the coil body 10 . The valve spool 13 is hollow cylindrical with a central partition 16 which divides the hollow cylinder into two opposite pot spaces 17 , 18 . The helical spring 15 is arranged in the upper pot space 17 . The lower pot chamber 18 is formed on the opening-side edge with a sealing edge 19 .

Der Spulenkörper 10 wird über einen endseitigen, mit einem Außengewinde verse henen Zapfen 20 an der Kolbenstange 2 befestigt die an ihrem Ende ein entspre chendes Innengewinde aufweist. Über ein Adapterstück 21, das über ein Gewinde am Spulenkörper 10 fixiert ist und sich unter den Spulenkörper 10 erstreckt, wird der Dämpfungskolben 3 angebunden. Das Adapterstück 21 ist in seinem Zentralbereich 22 als Ventilkörper aufgebaut und erstreckt sich mit einem Hohlzapfen 23 nach unten. Der Hohlzapfen 23 trägt an seinem Außenumfang den Dämpfungskolben 3, der über eine Mutter 24 auf dem Hohlzapfen 23 verspannt wird. Innerhalb des Hohlzapfens 23 ist ein An- und Abströmdurchlaß 25 für die Bypasskanäle angeord net. Innerhalb des An- und Abströmdurchlasses 25 liegen Rückschlagventile 26, die dazu dienen, die Bypasskennung für die Druck- oder Zugstufe des Schwingungs dämpfers unterschiedlich zu gestalten.The coil bobbin 10 is attached to the piston rod 2 by means of an end-end verse with an external thread 20 which has a corresponding internal thread at its end. Via an adapter piece 21 which is fixed via a thread on the bobbin 10 and extends below the bobbin 10, the damping piston 3 is attached. The adapter piece 21 is constructed in its central area 22 as a valve body and extends downward with a hollow pin 23 . The hollow pin 23 carries on its outer circumference the damping piston 3 , which is clamped on the hollow pin 23 via a nut 24 . Within the hollow pin 23 an inflow and outflow passage 25 is net angeord for the bypass channels. Within the inflow and outflow passage 25 there are check valves 26 , which serve to design the bypass identifier for the compression or rebound stage of the vibration damper differently.

Zwei sich radial strahlenförmig erstreckende Systeme von Bypasskanälen 27, 28 sind im Zentralbereich 22 des Adapterstücks 21 übereinanderliegend angeordnet. Sie enden zum Zentrum hin in einer Bohrung, die durch den eintauchenden Ventil schieber 13 verschlossen werden können. Die untere Wand 29 des untenliegenden Bypasskanals 27 erstreckt sich zentral weiter nach innen und dient als Gegendicht fläche für die Dichtschneide 19 des Ventilschiebers 13. Diese untere Wand 29 weist im Zentrum eine Bohrung 30 auf, die eine hydraulische Verbindung zum An- und Ab strömdurchlaß 25 bildet.Two systems of bypass channels 27 , 28 which extend radially in a radial manner are arranged one above the other in the central region 22 of the adapter piece 21 . They end towards the center in a hole that slide 13 can be closed by the immersed valve. The lower wall 29 of the bypass channel 27 below extends centrally further inwards and serves as a counter-sealing surface for the sealing cutting edge 19 of the valve slide 13 . This lower wall 29 has a bore 30 in the center, which forms a hydraulic connection to the on and off flow passage 25 .

Beide übereinanderliegenden Systeme von Bypasskanälen 27, 28 enden radial außen in einem Ringkanal 31, der wiederum über radial angeordnete Bohrungen 32 durch die Außenwand des Adapterstücks 21 hydraulisch mit dem Arbeitsraum 4 ver bunden sind.Both superimposed systems of bypass channels 27, 28 radially, which in turn radially arranged bores 32 hydraulically ver through the outer wall of the adapter piece 21 with the working chamber 4 are connected outwardly in an annular channel 31st

Die elektrisch angeregte zweistufige Verstellung des Ventilschiebers 13 ermöglicht ein nacheinander erfolgendes Öffnen oder Schließen der übereinanderliegenden Systeme von Bypasskanälen 27, 28. Aus Sicherheitsgründen erfolgt ein Schließen beider Systeme von Bypasskanälen 27, 28 bei Ausfall der Elektrik durch die Wen delfeder 15. Dadurch wird die Kennung des Schwingungsdämpfers auf hart einge stellt.The electrically excited two-stage adjustment of the valve slide 13 enables successive opening or closing of the superimposed systems of bypass channels 27 , 28 . For safety reasons, both systems of bypass channels 27 , 28 are closed if the electrical system fails due to the Wen delfeder 15 . As a result, the identifier of the vibration damper is set to hard.

Das erst zu öffnende System von Bypasskanälen 27 ist in einer gewissen Entfer nung zum Ventilschieber 13 mit einer Verengung 33 ausgebildet. Diese Verengung 33 des Systems der Bypasskanäle 27 ist im Ausführungsbeispiel als Ringwulst 34 ausgebildet. Andere Verengungsmöglichkeiten sind denkbar. Die Verengung kann auch durch einen einlegbaren Ring aus Metall oder Kunststoff hergestellt werden. Es ist auch vorstellbar, daß die Verengung mittels elastischer oder federnder Mittel gebildet wird, so daß sie je nach Druckdifferenz zwischen den Arbeitsräumen 4, 5 einen unterschiedlichen Querschnitt freigibt.The first to be opened system of bypass channels 27 is formed at a certain distance from the valve spool 13 with a constriction 33 . This narrowing 33 of the system of the bypass channels 27 is designed as an annular bead 34 in the exemplary embodiment. Other constriction options are conceivable. The constriction can also be produced by an insertable ring made of metal or plastic. It is also conceivable that the constriction is formed by means of elastic or resilient means, so that it releases a different cross section depending on the pressure difference between the working spaces 4 , 5 .

Die Entfernung der Verengung 33 von dem Ventilschieber 13 ist so gewählt, daß sich die durch die hohe Strömgeschwindigkeit der Dämpfungsflüssigkeit erzeugten hydraulischen Einflüsse kaum noch auf die Schließfunktion des Ventilschiebers 13 auswirken. Dadurch ist ein leichteres und sicheres Halten des Ventilschiebers 13 in der ersten Öffnungsstellung, in der der Ventilschieber lediglich über die voreinge stellte elektrische Haltekraft gehalten wird, sichergestellt. Die in der Zeichnung dar gestellte vollständige Schließstellung des Ventilschiebers 13 bzw. die vollständige Öffnungsstellung, bei der beide Systeme von Bypasskanälen 27, 28 geöffnet sind, sind von entsprechenden hydraulisch induzierten Kräften relativ unabhängig. The distance of the constriction 33 from the valve spool 13 is selected so that the hydraulic influences generated by the high flow velocity of the damping fluid have hardly any effect on the closing function of the valve spool 13 . This ensures that the valve slide 13 is held more easily and securely in the first open position, in which the valve slide is held only by the electrical holding force that is set in advance. The complete closed position of the valve slide 13 shown in the drawing and the full open position, in which both systems of bypass channels 27 , 28 are open, are relatively independent of corresponding hydraulically induced forces.

Reference list

11

Zylinder
cylinder

22nd

Kolbenstange
Piston rod

33rd

Dämpfungskolben
Damping piston

44th

Arbeitsraum
working space

55

Arbeitsraum
working space

66

Durchlaß
Passage

77

Durchlaß
Passage

88th

Federscheibe
Spring washer

99

Durchlaßöffnung
Outlet opening

1010th

Spulenkörper
Bobbin

1111

Leitung
management

1212th

Bohrung
drilling

1313

Ventilschieber
Valve spool

1414

zentrale Bohrung
central hole

1515

Wendelfeder
Coil spring

1616

Trennwand
partition wall

1717th

Topfraum
Pot space

1818th

Topfraum
Pot space

1919th

Dichtschneide
Sealing edge

2020th

Zapfen
Cones

2121

Adapterstück
Adapter piece

2222

Zentralbereich
Central area

2323

Hohlzapfen
Hollow spigot

2424th

Mutter
mother

2525th

An- und Abströmdurchlaß
Inflow and outflow passage

2626

Rückschlagventil
check valve

2727

Bypasskanal
Bypass channel

2828

Bypasskanal
Bypass channel

2929

untere Wand
bottom wall

3030th

Bohrung
drilling

3131

Ringkanal
Ring channel

3232

Bohrung
drilling

3333

Verengung
Narrowing

3434

Ringwulst
Ring bead

Claims

1. Hydraulic vibration damper for motor vehicles with a, a damping fluid containing cylinder ( 1 ) and a plunging therein, from sealed, axially displaceably arranged piston rod ( 2 ), at the lower end of which a damping piston ( 3 ) is attached, the cylinder space in two Working rooms ( 4 , 5 ) is divided, provided with variable passages that are controlled by throttle valve bodies and additionally has a bypass for the compression and rebound stages, the bypass cross-section of which is adjusted by a three-stage or multi-stage solenoid valve, the annular coil of which has a valve slide ( 13 ) more or less open, whereby after each other two or more bypass openings are released, characterized in that at least the first driven to the closed position of Ven tilschiebers (13) bypass passage (27) comprises a remote from the valve slide (13) narrowing (33).

2. Hydraulic vibration damper according to claim 1, characterized in that the valve spool ( 13 ) is cylindrical and the bypass channels ( 27 , 28 ) on the one hand centrically axially and on the other hand disk or radiating radially.

3. Hydraulic vibration damper according to claim 2, characterized in that a plurality of disc-shaped or radiation-shaped bypass channels ( 27 , 28 ) lie axially one above the other and their central bypass openings are closed or opened one after the other by the valve slide ( 13 ).

4. Hydraulic vibration damper according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the valve slide ( 13 ) is cup-shaped.

5. Hydraulic vibration damper according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the constriction ( 33 ) is variable.